Монохроматор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6341 А 1 1 1 3/18 51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ Н р и ПИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Пейсахсон И.В. Оптические схемы монохроматоров с многократной дисперсией. - Оптико-механическая промышленность, 1969, М 6, с. 50 - 55.Авторское свидетельство СССР В 1562717, кл, 6 01 3 3/18, 29.03.89.(57) Изобретение относится к спектральному приборостроению и может быть испольИзобретение относится к спектральному приборостроению и может быть использовано в спектрометрах и спектрофотометрах с высокой дисперсией.Цель изобретения - повышение спектального разрешения за счет устранения оворота изображения входной щели.На чертеже представлена схема предложенногоо монохроматора.Монохроматор содержит входную щель 1, коллиматорное зеркало 2, дифракционную решетку 3, установленную с возможностью поворота вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, плоское автоколлимационное зеркало 4,. закрепленное, например, на общем с дифракционной решеткой кронштейне(платформе) и имеющее воэможность совместного поворота с дифракционной решеткой 3 вокруг ее оси вращения, входная 1 и выходная 5 щели расположены таким образом, что их центры лежат в плоскости главного сечения дифракционной решетки 3, а ножи щелей перпендикулярны ее главному сечению. зовано в спектрометрах и спектрофотометрах с высокой дисперсией, Цель - повышение спектрального разрешения за счет устранения поворота иэображения входной щели при сканировании в монохроматоре со сложением порядков. Это достигается тем, что в монохроматоре со сложением входная и выходная щели 1, 5 соответственно расположены так, что их центры лежат в плоскости главного сечения дифракцион. ной решетки 3 и ножи щелей перпендикулярны ее главному сечению, 1 ил,Монохроматор работает следующим образом.Исследуемое излучение от входной щели 1 попадает на коллиматорное зеркало 2,которое направляет сформированный параллельный пучок на дифракционную решетку 3, Учитывая, что центры щелейрасположены в главной плоскости сеченияЕвайдифракционной решетки, совпадающей сглавной плоскостью монохроматора, и видны из центра коллиматорного зеркала под СЛуглом Л, соотношение для 2-го порядка за- Опишется в виде бд3 и ф + 31 п ф 2 = 2 А Игде р,.ф 2 - углы, образуемые с нормалью кдифракционной решетке падающим и дифрагированным пучком; А - выделяемая длина волны спектра; Й - число штриховдифракционной решетки на единицудлины,так какр 2 = р - Ь то указанное выражениеможно записать и в виде3 и р+ 31 п( р-Л ) =2 АИ,Для 1-го порядка в прямом и обратномходе от зеркала можно записать:3 п у+3 и ф 1=АИ;з 1 и р+ з 1 пр =Ай, где р 1 - угол дифракции от решетки в 1-м порядке; р 1 - угол падения на решетку пучка лучей, отраженных от автоколлимационного зеркала; ф 1 - угол дифракции в обратном 5 ходе. Рассмотрим систему уравнений ЯП У+ 81 П Р 1 - - А й з 1 и р 1+эиу 1=АМ з 1 п р+ 31 и фг = 2 АМ 10 айдем условие, при котором лучи одной и той же А 1-го и 2-го порядков попадут в выходную щель, т.е. з 1 пр 1 = з 1 и фг, Приняв это, вычитая из 3-го уравнения 2-е, получим 15 зио-з 1 п р= Ай. Далее, вычитая полученное уравнение из 2-го, получим з 1 и р 1 + з 1 и р = О. Такое условие может быть выполнено, 20 если ф 1= -о 1, т.е. угол дифракции от решетки в прямом ходе равен углу падения на решетку в обратном ходе, взятом с противоположным знаком.При этом условии, сложив 1-е и 2-е урав нения, получим з 1 и р+ з 1 и гр 1 = 2 А И. Сравнивая его с уравнением для 2-го порядказ 1 п о+ з 1 п р 2 = 2 Л Й, получим, что ф 1= ф 2 для даннойХ,Конструктивно это выполняется уста-. нрвкой перпендикулярно нормали к дифракционной решетке на пути лучей плоского автоколлимационного зеркала.Таким образом, излучение с длиной волны Я, дифрагировавшее на дифракционной решетке во 2-м порядке, совпадает с излучением той же длины волны А, дифрагировавшим на.дифракционной решетке в 40 обратном ходе в 1-м порядке, если нормаль иэ центра дифракционной решетки совпадает с нормалью к автоколлимационному зеркалу,Поворачивая дифракционную решетку 45 вокруг оси, находящейся в ее плоскости, параллельно штрихам, т.е, перпендикулярно плоскости главного сечения решетки, совпадающей с главной плоскостью монохроматора, и в то же время располагая ав токоллимационное зеркало так, чтобы его нормаль совпадала с нормалью к дифракционной решетке, получаем на выходной щели спектр суммарного излучения 1-го и 2-го порядков, совпадающих по длинам волн. Все описанное можно распространить на любые кратные порядки, например: 21 и К 41 и 2 К 61 и 31 и т,д,Вследствие предложенного расположения центров щелей иэображение входной щели не разворачивается по отношению к выходной щели.При сложении порядков одной и той же длины волн А можно фокусировать спектральные линии в плоскости, в которой располагаются ножи щели, без каких-либо дополнительных механизмов разворота щели, и кроме того, нет необходимости в юстировке разворота входной щели для совпадения ее изображения с выходной щелью во всем диапазоне углов.На чертеже, как пример, представлена схема расположения оптических элементов, в которой плоское автоколлимационное зеркало 4 и дифракционная решетка 3 имеют жесткую связь относительно друг друга, их нормали, проведенные из центров, совпадают и при сканировании они совместно поворачиваются вокруг общей оси О, расположенной в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, центры щелей расположены в горизонтальной плоскости главного сечения дифракционной решетки, а ножи щелей перпендикулярны главному сечению.. Использование изобретения по сравнению с прототипом упрощает конструкцию монохроматора и обеспечивает более простуюю юсти ровку. Формула изобретения Монохроматор, содержащий оптически связанные входную щель, коллиматорное зеркало, дифракционную решетку, плоское автоколлимационное зеркало, выходную щель, причем плоское автоколлимационное, зеркало установлено с возможностью со-. вместного поворота с дифракционной решеткой вокруг оси, лежащей в плоскости дифракционной решетки параллельно ее штрихам, нормаль из центра дифракционйой решетки совпадает с нормалью к автоколлимационному зеркалу, а главный фокус коллиматорного зеркала, его центр и нормаль к автоколлимационному зеркалу расположены в плоскости главного сечения дифракционной решетки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения спектрального разрешения, центры входной и выходной щелей расположены в плоскости главного сечения дифоакционной решетки, а ножи щелей перпендикулярныу ее главному сечению.1656341Составитель Г. 8 оробьева Редактор М. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий аказ 2045 Тираж 336 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ойэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1